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那娜教授课题组:轴向配位非对称局域电场增强酶催化协同治疗

2026-04-28 07:36阅读:
那娜教授课题组:轴向配位非对称局域电场增强酶催化协同治疗
文章来源:北京师范大学化学学院,发布时间:2026-04-03
近年来,纳米酶在活性氧(ROS)介导的铁死亡、焦亡等非凋亡性细胞死亡调控中展现出广阔的应用前景,但其催化性能一定程度仍受限于金属活性中心单一配位模式所导致的相邻原子有限局域电场,一定程度上限制了肿瘤治疗效率的进一步提升。针对这一问题,北京师范大学化学学院那娜教授课题组创新性地采用纳米岛(NIs)介导的轴向配体桥接策略,成功构建了一种具有非对称局域电场(LEF)的轴向硫桥连Mo-S-Cu纳米酶(A-CuN3S1@MoS2-x),实现了铁死亡-焦亡联合治疗,显著增强了癌症治疗效果。该纳米酶结构中,CuN3/C纳米片表面的Cu原子与纳米岛中的Mo位点通过硫(S)桥实现轴向连接,形成独特的非对称局域电场,这一结构可有效加速纳米酶与底物之间的电子转移效率,进而精准调控其多酶催化活性。理论计算结果进一步证实,S桥的引入可诱导Cu-N3纵向轴向上产生非对称电子分布,从而大幅提升纳米酶的过氧化氢酶及过氧化物酶活性。与此同时,Mo
位点通过S桥从Cu原子处抽取电子,进一步增强其氧化酶活性,并能高效催化降解细胞内过表达的谷胱甘肽(GSH),有效避免了ROS的非治疗性消耗,确保细胞毒性ROS在肿瘤部位的高效积累。此外,结合在线质谱监测技术,直接监测了GSH降解过程并捕捉到了降解产物,有效证实了该纳米酶对GSH的有效降解功能。通过系列研究表明,A-CuN3S1@MoS2-x纳米酶可通过在细胞内大量积累毒性ROS,高效诱导铁死亡,引发肿瘤细胞线粒体严重损伤,同时在不损伤正常组织的前提下,特异性激活肿瘤区域内的焦亡通路,实现铁死亡与焦亡的协同抗肿瘤治疗。该工作通过轴向Mo-S-Cu配位模式扩展了金属活性中心的非对称局域电场,进而借助多酶催化性能协同驱动铁死亡-焦亡联合治疗,并通过多种分析表征及理论计算等手段开展综合研究,为纳米酶催化性能的优化提供了新策略,也促进了基于非凋亡性细胞死亡途径的肿瘤精准治疗的进一步发展。

相关研究成果以“Axial SulfurBridged MoSCu Nanozymes With an Asymmetric Local Electric Field Boosting MultiEnzymatic Activities for FerroptosisPyroptosis Therapy”为题发表于《Angewandte Chemie International Edition》(Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e23888. doi.org/10.1002/anie.202523888)。北京师范大学化学学院为唯一完成单位,论文共同第一作者为化学学院在站博士后王小妮,2023级博士生葛喜洋,通讯作者为那娜教授。该研究得到国家自然科学基金资助,特此感谢。


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